100 trilyonda 240 kez görülüyor: Parçacık fiziği şans eseri rekor kırdı

Bilim dünyası, bazen amaçlanmayan deneylerin bile büyük keşiflere kapı araladığını bir defa daha gördü. Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi’nde (CERN) yürütülen LHCb deneyi sırasında, Σ⁺ (sigma artı) isimli kararsız bir baryonun sırf her 100 milyon bozunumdan birinde gerçekleşen son derece ender bir yansıması gözlemlendi. Proton, müon ve antimüon olmak üzere üç parçacık üreten bu bozunum, bugüne kadar kayda geçen en az baryon bozunumu olarak tarihe geçti.

BARYONLAR VE BOZUNMALAR: STANDART MODELİN DERİNLİKLERİNDE

Baryonlar, üç kuarktan oluşan ve proton ile nötron üzere atom çekirdeğini oluşturan parçacıklardır. Lakin daha az bilinen ve kararsız kuark tiplerinden oluşan baryonlar da vardır. Bu parçacıklar vakitle bozunarak farklı parçacıklara dönüşür. Yeni keşfedilen bozunum, Σ⁺ parçacığının bir proton, bir müon ve bir antimüona dönüşmesiyle gerçekleşiyor – bu süreç, her 100 milyon Σ⁺ üretiminden yalnızca birinde oluyor.

LHCB NE ARAŞTIRIYORDU NE BULDU?

LHCb, cihanda unsurun antimaddeden neden daha baskın olduğunu araştırmak emeliyle kurulmuştu. Fakat Σ⁺ parçacığının, öbür birçok kararsız parçacığa nazaran birkaç metre daha uzun “yaşaması”, bu ender olayı tespit etmeye imkan sağladı. 100 trilyon Σ⁺ üretimi ortasında sadece 237 bozunum bu biçimde gerçekleşti ve kayıt altına alındı.

BİR VAKİTLERİN YENİ FİZİK UMUDU: ARTIK STANDART MODELLE UYUMLU

Söz konusu bozunum birinci olarak Fermilab’da gözlemlenmiş ve araştırmacılar, bu sürecin ortaya giren bilinmeyen bir parçacıkla gerçekleştiğini sanmıştı. Fakat LHCb bilgileri, bozunumun direkt üç parçacıkla gerçekleştiğini ve “standart model” ile büsbütün uyumlu olduğunu gösterdi. Bu durum, yeni fizik teorileri arayanlar için biraz hayal kırıklığı yaratmış olsa da sürecin ayrıntılarını anlamak açısından büyük değer taşıyor.